
煤礦新型基礎(chǔ)建設(shè)是煤礦智能化的“地基”,智能技術(shù)與系統(tǒng)是煤礦智能化的“內(nèi)核”,夯實(shí)“地基”和增強(qiáng)內(nèi)核是煤礦智能化發(fā)展的兩大根本任務(wù),其中煤礦“新地基”更為迫切。
煤礦智能化的“地基” 煤礦“新基建”是指以5G、數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在煤礦應(yīng)用所必需進(jìn)行的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。煤礦“新基建”不僅僅是指?jìng)鹘y(tǒng)意義上的先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等信息基礎(chǔ)設(shè)施,還應(yīng)拓展包括大數(shù)據(jù)服務(wù)、云計(jì)算服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),以及智能傳感器、煤礦機(jī)器人等各類(lèi)智能裝備,為煤礦智能化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐,代表著煤炭先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展方向,目前煤礦智能化建設(shè)已成為行業(yè)廣泛共識(shí)。煤礦智能化正是以煤礦“新基建"為基礎(chǔ),形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)拓、采掘(剝)、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營(yíng)管理等過(guò)程的智能化運(yùn)行。可以說(shuō),煤礦“新基建”是煤礦智能化的“地基”。 我國(guó)煤礦數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)經(jīng)歷了不同階段。第一階段是以實(shí)現(xiàn)煤礦各類(lèi)業(yè)務(wù)的信息化管理和采煤的機(jī)械化為標(biāo)志。第二階段把真實(shí)礦山的整體及與它相關(guān)的現(xiàn)象整合起來(lái),以數(shù)字的形式呈現(xiàn),以實(shí)現(xiàn)礦山數(shù)字化和采煤的自動(dòng)化為標(biāo)志。第三階段是實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的智能感知、自動(dòng)分析和智能決策,以遠(yuǎn)程控制的無(wú)人或少人智能化開(kāi)采為標(biāo)志。由于我國(guó)煤礦數(shù)量眾多,分布地域廣闊,煤層地質(zhì)條件差異較大,使得數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平參差不齊。 煤礦“新基建”是煤礦智能化的“地基”,智能技術(shù)與系統(tǒng)是煤礦智能化的“內(nèi)核”。夯實(shí)“地基"和增強(qiáng)“內(nèi)核”是煤礦智能化發(fā)展的兩大根本任務(wù),其中煤礦“新基建"更為迫切。我國(guó)煤礦智能化建設(shè)先在采煤工作面上取得突破,膠帶主運(yùn)輸系統(tǒng)、井下變電所、井下排供水泵房、地面主通風(fēng)機(jī)房等主要生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守。2014年,陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司在一號(hào)煤礦率先實(shí)現(xiàn)“工作面有人巡視、無(wú)人操作”的智能開(kāi)采工作模式。 目前,全國(guó)已建成200多個(gè)智能化工作面,實(shí)現(xiàn)了減人提效的示范目標(biāo),取得了良好的應(yīng)用效果。兗礦集團(tuán)鮑店煤礦7302綜放工作面智能化改造后,每班作業(yè)人員由23人減少至7人,且職工勞動(dòng)強(qiáng)度降低40%至50%,工作面始終維持在2萬(wàn)噸的安全高效水平。山西焦煤西山煤電東曲煤礦架空乘人裝置實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守功能。同煤集團(tuán)塔山煤礦主井皮帶實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡檢。3D激光無(wú)人盤(pán)煤機(jī)器人在國(guó)家能源集團(tuán)東勝熱電公司投用。這些進(jìn)步離不開(kāi)煤礦數(shù)字設(shè)施的建設(shè)和智能設(shè)備的研發(fā)。
做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備 面對(duì)滾滾而來(lái)的智能化發(fā)展浪潮,全行業(yè)應(yīng)科學(xué)謀劃、堅(jiān)定信心、匯聚合力,做好迎接煤礦“新基建"挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。 一是煤炭行業(yè)應(yīng)進(jìn)一步更新觀念。2019年12月16日,全國(guó)能源工作會(huì)議在京召開(kāi)。會(huì)議指出,要穩(wěn)基礎(chǔ)、優(yōu)產(chǎn)能,切實(shí)抓好煤炭兜底保障,深刻認(rèn)識(shí)我國(guó)能源資源稟賦和煤炭的基礎(chǔ)性保障作用,持續(xù)做好煤炭清潔高效利用這篇大文章,不輕易轉(zhuǎn)移對(duì)煤炭的注意力,不輕言“去煤化”。此次會(huì)議進(jìn)一步明確了煤炭的兜底保障和基礎(chǔ)性保障地位。 二是煤礦“新基建”應(yīng)把握好節(jié)奏與力度。煤礦智能化發(fā)展具有明顯的階段性特征,煤礦“新基建"也不是一蹴而就的。《指導(dǎo)意見(jiàn)》明確提出了煤礦智能化發(fā)展的三個(gè)階段目標(biāo)。近期,山東省出臺(tái)了《山東省煤礦智能化建設(shè)實(shí)施方案》,貴州省出臺(tái)了《深入推進(jìn)貴州省煤礦智能化、機(jī)械化升級(jí)改造攻堅(jiān)方案( 2019年一-2020年)》,山西省啟動(dòng)了智能煤礦和智能綜采工作面建設(shè)試點(diǎn)工作。2019年5月,中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)在山東棗莊組織召開(kāi)全國(guó)煤礦 薄煤層智能開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì)。9月,河南省 在平頂山組織召開(kāi)煤礦智能化建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì)。目前,國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤炭企業(yè)已啟動(dòng)了煤礦智能化建設(shè)。 三是煤礦“新基建”需提升科技供給能力。煤礦智能化必將引發(fā)煤炭開(kāi)采新的研究方向,甚至有可能突破已有或成熟的理論框架。由于煤礦地下空間存在易燃易爆氣體、巷道狹長(zhǎng)和機(jī)電設(shè)備眾多等,多數(shù)地面成熟技術(shù)必須加以改進(jìn)或重新開(kāi)發(fā)才能在煤礦井下應(yīng)用。以井下5G應(yīng)用為例,具有井下頻點(diǎn)資源不受限制,可開(kāi)發(fā)余地大和空間封閉設(shè)備布置覆蓋相對(duì)集中的優(yōu)點(diǎn),但必須考慮與地面不同的上行帶寬和下行帶寬均衡甚至上行略大的應(yīng)用需求,并在現(xiàn)有地面設(shè)備基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)本安型基站和終端。因此,無(wú)論是煤礦“新基建”,還是煤礦智能化發(fā)展,必須加強(qiáng)煤礦智能相關(guān)基礎(chǔ)理論研究,注重突破支撐一個(gè)技術(shù)群或多個(gè)技術(shù)群的基礎(chǔ)技術(shù),并在技術(shù)裝備關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵材料、基礎(chǔ)工藝、軟件系統(tǒng)等方面下大功夫,解決技術(shù)軟肋和制約發(fā)展的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。 四是培養(yǎng)大批復(fù)合型人才。我國(guó)原煤產(chǎn)量從1949年的3243萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2019年的38.5億噸,累計(jì)生產(chǎn)煤炭884億噸,開(kāi)采方式從建國(guó)初期的人力落煤發(fā)展至綜合機(jī)械化采煤,到目前的自動(dòng)化、智能化采煤,正是廣大的煤炭工人和技術(shù)人員砥礪奮進(jìn)、開(kāi)拓進(jìn)取的結(jié)果。第四次全國(guó)經(jīng)濟(jì)普查結(jié)果顯示,2018年末煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)從業(yè)人員仍有347.3萬(wàn)人。然而,近幾年,煤炭企業(yè)人才流失嚴(yán)重,煤炭院校部分專(zhuān)業(yè)招生困難,煤礦采掘一線招工接替問(wèn)題凸顯。尤其是面對(duì)煤礦智能化發(fā)展的趨勢(shì),更加迫切需要具備煤炭開(kāi)采、信息技術(shù)、管理知識(shí)的復(fù)合型技術(shù)人才,需要技術(shù)過(guò)硬、富有創(chuàng)新精神的技能型隊(duì)伍。 五是應(yīng)構(gòu)建開(kāi)放型生態(tài)。70年煤炭工業(yè)發(fā)展的實(shí)踐證明,開(kāi)放合作是技術(shù)創(chuàng)新的必由之路。開(kāi)放帶來(lái)進(jìn)步,合作走向共贏。煤礦“新基建”應(yīng)作為一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng),廣泛聚合行業(yè)內(nèi)外各方面的力量,拓展合作空間,加大合作力度,在開(kāi)放合作中打造更強(qiáng)創(chuàng)新力、更高附加值的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。煤炭企業(yè)、高等學(xué)校、科研院所和高技術(shù)企業(yè)應(yīng)加大產(chǎn)學(xué)研深度融合力度,結(jié)成平等互利、合作共贏的技術(shù)創(chuàng)新共同體,以自主可控、安全高效為目標(biāo),發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)形成合力,共同解決煤礦“新基建”中面臨的重大難題。 (作者系中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng))